شبيه سازي راكتور ريفرمينگ متان با بخار آب حاوي كاتاليست با هندسه كروي و مسطح

Simulation of Methane Steam Reforming Reactor containing Spherical and Flat Catalyst Pellets

در اين كار پژوهشي شبيه سازي راكتور كاتاليستي ريفرمينگ متان با بخار آب با در نظر گرفتن مقاومت انتقال جرم دروني براي كاتاليست كروي شكل و مسطح انجام شد. شبيه سازي براي يك راكتور صنعتي با طول 9 متر با در نظر گرفتن معادلات موازنه جرم و انرژي و موازنه جرم براي دانه كاتاليست انجام شد. معادلات ديفرانسيل با مقادير مرزي دانه كاتاليست با استفاده از روش تيراندازي و معادلات راكتور با استفاده از روش رانگ-كاتا درجه چهار با برنامه نويسي در نرم افزار MATLAB حل شدند. پروفايل هاي غلظت گونه ها در داخل كاتاليست و در نهايت پروفايل هاي ميزان تبديل، دما و غلظت گونه در طول راكتور محاسبه شدند. در نهايت اثر تغيير متغيرهاي تاثير گذار روي ميزان تبديل و مقايسه تاثير هندسه دانه كاتاليست بر روي عملكرد راكتور بررسي شدند.

In this work, simulation of a catalytic methane steam reforming was carried with considering of internal mass transfer resistance in spherical and flat catalyst pellets. Simulation was done for a an industrial reactor with 9 meters in length by involving the mass and energy balance equations .the boundary values system differential equations for catalyst pellets were solved by shooting method, and the fourth Rung-Kutta algorithm was used to solve the mass and energy balance differential equations with programming in MATLAB software. The concentration profiles of species inside the pellet and the feed conversion, temperature and concentration of species along the reactor length were calculated. Furthermore effect of feed temperature and catalyst pellet geometry on the conversion and reactor performance was investigated.